锂离子电池化成过程SEI膜的原位原子力显微镜研究.ppt

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1、DirectObservationofFormationinLithium-IonBatteriesbyEC-AFM锂离子电池化成过程SEI膜的原位原子力显微镜研究CaiShen（沈彩）2018年4月6日长期致力于纳米材料表面/界面性质的研究。在扫描探针技术(STM,AFM)师从Prof.ManfredBuck和Prof.FlemmingBesenbacher。迄今为止在JACS,ACSNano,AngewChem,Chem.Sci,NanoEnergy,SamllMethods等国际期刊上发表论文60多篇。其中第一

2、作者/通讯作者34篇。申请发明专利10项(授权3项）。10多次参加国际会议并做大会报告（特邀报告2次）；美国SigmaXi科学研究会会员、中科院青年创新促进会会员，宁波市“3315计划”创新人才。应邀担任十多家学术期刊的审稿人，包括AdvancedMaterials;ChemicalSocietyReviews;Energy&EnvironmentalScience;MaterialsHorizons;ScientificReports.研究方向：新型锂离子电池材料；扫面探针显微镜技术沈彩2005-2009英国圣安德

3、鲁斯大学，博士(2008)2010.01-2011.01美国马里兰大学，研究助理2011.02-2011.05德国海德堡大学，访问学者2011.06-2012.12丹麦奥胡斯大学，博士后2013.01-至今中科院宁波材料所，“春蕾”副研究员MicroscopicFastchargeHighenergydensityHighstabilityLowenvironmentalimpactlowself-dischargeHighcapacitySEIlayerRoleofelectrolytesStructurevari

4、ationStrainofelectrodeIontransportationcapacitydeteriorationMacroscopicMOFCOFMxenesResearchArea新型锂离子电池电极材料现有锂离子电池电极材料表/界面分析ACSNano,2017,11,3841−3850SmallMethods.,2017,1700298卷绕工艺流程图（processformakinglithium-ionbatteries）搅拌（Mixing）涂布（Coating）冷压（ColdLam）裁片分条（Slitt

5、ing）焊接（Welding）卷绕（Winding）顶封（Topsealing）注液（Inject）化成（Formation）成型（Forming）测试Formation(预化成）ToformstableSolidElectrolyteInterphase(SEI)onthesurfaceofelectrodes.FabricationprocessesforLIBsphysical,chemicalandtopographyinformationofSEI“震惊!原来影响电池性能的竟然是这几纳米的一层膜”Solid

6、ElectrolyteInterphase(SEI)，asacrificiallayerreducedfromelectrolytesolution(organicsolvents)duringfirst/firstfewcyclesofdischarging/charging.是Li+的优良导体是良好的电子绝缘体有效防止溶剂分子的共嵌入SEI膜太薄不连续：无法有效缓解电极液持续分解（胀气）SEI膜太厚：增加了界面的锂离子传输阻抗，降低了整个体系的动力学（温升、锂枝晶）《储能科学与技术》2017/3Importa

7、nceofSEIinLIBsScience,2017冷冻电镜受操作环境影响，无法使用常规电解液，无法实现原位观察原子力显微镜（AFM）研究表面科学的有力工具透射电镜（TEM）优势：实时、原位、无破坏性，低成本；测试模块多样化；可在大气、液体、超高真空下工作白春礼万立骏TechniquesforSEIobservation面向锂离子电池研究电化学原子力显微镜系统EC-CellAFMsystemECstationBatterytestingSysConnecttoECstationandheaterAFMandSTMsy

8、stemH2O,O2≤0.1ppm中科院仪器设备功能开发技术创新项目30万2015年初开始运行EC-AFMsystemsforLIBsSEIlayerformationonHOPG（Graphite)SEIlayerformedinEC/DMCSEIlayerformedinFEC/DMCXPScharacterization通过改变电解液组成